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本帖最后由 小布 于 2016-12-31 11:08 編輯 多軸機(jī)架
 多軸機(jī)架 在選擇或者制作多軸飛行器時(shí)候,，首先考慮的是機(jī)架,。因?yàn)闄C(jī)架的軸數(shù)、軸距決定了飛行器的最大拉力,。多軸飛行器的姿態(tài)全由電機(jī)和螺旋槳決定,，沒有固定翼飛機(jī)中產(chǎn)生升力的機(jī)翼，所以多軸飛行器的機(jī)架相對簡單很多,。 1,、機(jī)架軸數(shù) 多軸飛行器的軸數(shù)大于等于3,，有3軸、4軸,、6軸,、8軸等。每個(gè)軸配一個(gè)電機(jī),，所以理論上軸越多,，能提供的電機(jī)拉力越大。 
奇數(shù)軸數(shù)（3軸）姿勢控制算法復(fù)雜,，較為少見。偶數(shù)軸數(shù)是對稱較好控制,，所以4,、6、8等較為常見,。 2,、機(jī)架軸距 我們這里討論的軸距是偶數(shù)軸數(shù)的機(jī)架，機(jī)架的軸距是指對稱兩軸電機(jī)中心孔的距離,，常見的有250mm,、450mm、550mm等軸距,。軸距決定了能使用螺旋槳的最大直徑,，軸距越大，可以使用的螺旋槳直徑越大,。 
3,、軸數(shù)和螺距與飛行器最大起飛重量的關(guān)系 軸數(shù)越多等于電機(jī)越多，電機(jī)能提供的最大拉力也越多,，飛行器最大起飛重量重量也越大,。軸距越大螺旋槳直徑越大，螺旋槳直徑越大,，提供的拉力越大,。軸數(shù)和螺距與飛行器最大起飛重量都成正比。起飛重量小的,，可以用小軸數(shù)（4軸）和小軸距的機(jī)架,。起飛重量大，如航拍或者保值用的,，需要用多軸數(shù)和大軸距的機(jī)架,。 4、機(jī)架結(jié)構(gòu) 機(jī)架由機(jī)臂,、教架,、中心板等構(gòu)成,。下圖是一個(gè)典型的機(jī)架架構(gòu)。
1）機(jī)臂 最重要的結(jié)構(gòu),，支撐著電機(jī)和螺旋槳,，是受力最大最復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，決定飛行器的強(qiáng)度和振動(dòng),。 2）電機(jī)安裝座 通過螺絲孔把電機(jī)固定在上面,，不少是與機(jī)臂制作成一體。如果機(jī)臂與電機(jī)安裝座不同材料,，需要使用獨(dú)立的電機(jī)安裝座,。
3）上中心板和下中心板 主要是固定機(jī)臂的作用，中心板上還需要放飛控,、電池,、GPS、圖傳等設(shè)備,。視乎機(jī)架結(jié)構(gòu),，也只有一塊中心板的機(jī)架。 機(jī)架的上下中心板有些是用PCB電路板制成,，負(fù)責(zé)電調(diào)和電池間的連接,，有效的簡化布線。如果中心板不帶PCB功能的,，需要另外用分電板或者電線連接電調(diào)和電池,。
4）腳架 腳架能在降落時(shí)候起到緩沖作用，保護(hù)電池電機(jī)等設(shè)備,。如果是要加航拍云臺,，必須用腳架保護(hù)云臺和攝像頭。腳架的缺點(diǎn)是讓飛行器的重心提高,，加大降落時(shí)候翻機(jī)的機(jī)率,。如果不需要加設(shè)云臺，可以用機(jī)臂帶腳架功能的機(jī)架,。
5）云臺座 需要加云臺航拍的機(jī)架,，要考慮云臺的固定，也有些外置的腳架整合了云臺座功能,。
5,、材料 機(jī)架在保證飛行器強(qiáng)度要求下，重量越少越好,。機(jī)架材料決定了的重量,。機(jī)臂的重量占絕大部分，機(jī)臂的材料主要有： 1）塑料 使用高強(qiáng)度工程塑料制成，優(yōu)點(diǎn)的便宜和耐摔,，幾十元就一副4軸450mm的機(jī)架,，多次炸雞也不容易損壞。 缺點(diǎn)就是重,，4軸450mm的機(jī)架要差不多300g,。入門的4到6軸機(jī)架多用塑料，還有些塑料機(jī)臂再嵌入碳素管增加強(qiáng)度減少重量,。
2）玻纖 用玻璃纖維制成,，玻纖強(qiáng)度較好，相同強(qiáng)度下重量比塑料要輕,，價(jià)格比塑料要貴點(diǎn),。玻纖的機(jī)架大多用玻纖板切割拼接而成，多用于穿越機(jī)架,。
3）碳素 使用碳素纖維材料制成,，碳素非常輕和強(qiáng)度大，是最好的機(jī)架材料,。缺點(diǎn)就是貴,！碳素脆性材料,，受力過大不會(huì)發(fā)生形變而是直接斷裂,，所以損壞后基本無法修復(fù)，只能更換,。 
以上所說是機(jī)臂的材料,，機(jī)架中的中心板、腳架可以用同一種材料,，也可以用其它材料,。如中心板有用PCB或者玻纖、腳架用碳素或者塑料,。在購買的時(shí)候,，一定要搞清每個(gè)結(jié)構(gòu)的材料，碳素機(jī)架有些只是機(jī)臂用,，其它地方用玻纖或者塑料,，而有些是全碳素制作，但價(jià)格就差別很大,。 4,、折疊 軸距450mm的加上螺旋槳半徑已經(jīng)超過500mm，攜帶非常不便,。所以有些機(jī)架為方便攜帶,，機(jī)臂可以折疊，能縮小一半的體積。
雖然折疊能縮小體積,，但折疊機(jī)構(gòu)增加機(jī)架結(jié)構(gòu)復(fù)雜性,，帶來重量增大、可靠性減少,、機(jī)臂振動(dòng)增加,、成本增大等問題，為了便攜而犧牲性能,。需要按實(shí)際情況選擇是否需要折疊功能,。 5、類型 多軸飛行器有些是轉(zhuǎn)用于穿越,，或者航拍,。穿越要求速度快，軸距小便于穿過樹林橋洞,，大多穿越機(jī)架多的中心板是長方形,，機(jī)身長。
航拍類的為了飛行時(shí)間長,，機(jī)架選擇大軸距和多軸數(shù),，機(jī)身成完全對稱的方形。
對稱偶數(shù)多軸機(jī)架支持螺旋槳最大直徑 機(jī)架決定了所支持的最大螺旋槳直徑,，那樣如何計(jì)算這個(gè)直徑呢,？對于對稱的偶數(shù)（4、6,、8等）機(jī)架,，用簡單幾何公式就可以算出這個(gè)直徑。 所謂的對稱是所有對稱機(jī)臂的軸距是一樣的,。
1,、計(jì)算原理
決定螺旋槳的直徑是相鄰兩個(gè)軸的直線距離，就是圖中AB線的距離,，AB線的距離也剛好是螺旋槳的最大直徑,。 2、計(jì)算公式 在三角形ABC中,，求AB的距離,，可以用余弦定理。 公式：AB = (AC2 + BC2 – 2 * AC * BC * cos(β))0.5 AC = BC = BD/2 DB = 軸距 β= 360,。 / 軸數(shù) 簡化公式,，AB = (2 * (軸距/2)2 * (1 - cos(360/軸數(shù))))0.5 按這個(gè)公式，可以計(jì)算軸距是450mm的4軸機(jī)架的AB = 318.20mm,，1英寸 = 25.4 mm,，得到最大螺旋槳直徑是12.5寸,。實(shí)際螺旋槳直徑不能剛好等于這個(gè)值，否則兩個(gè)螺旋槳會(huì)打架,。螺旋槳的直徑的規(guī)格大多是整數(shù),，可以得知這個(gè)機(jī)架的所支持最大螺旋槳直徑可以選擇12寸。 3,、常用機(jī)架的支持最大螺旋槳的直徑
根據(jù)力效表我們知道,，螺旋槳直徑越大力效越大，如果是為了獲得最大的飛航時(shí)間,，盡量用機(jī)架所支持的最大直徑的螺旋槳,。 4、常見幾種成品多軸飛行器機(jī)架與螺旋槳直徑
以上都是350mm軸距4軸機(jī)架,，除了億航GHOSTDRONE2.0是8.5寸直徑的螺旋槳外,，其它都是用非常接近計(jì)算最大直徑9.74寸的9.4寸螺旋槳。 |
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